30
1. ANALIZA CONSTRUCTIV TEHNOLOGICĂ A PIESEI DE PRELUCRAT a) Precizia dimensională Fig.1 Piesa a) Dimensiunile caracteristice şi toleranţele acestora: lungimea canelurii L = mm; lăţimea canelurii b =12 mm; diametrul interior mic d i = mm; diametrul interior mare Di = mm; numărul de caneluri z = 10; 1

brosa caneluri -fina-

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: brosa caneluri -fina-

1. ANALIZA CONSTRUCTIV TEHNOLOGICĂ A PIESEI DE

PRELUCRAT

a) Precizia dimensională

Fig.1 Piesa

a) Dimensiunile caracteristice şi toleranţele acestora:

lungimea canelurii L = mm;

lăţimea canelurii b =12 mm;

diametrul interior mic di = mm;

diametrul interior mare Di = mm;

numărul de caneluri z = 10;

diametrul exterior De = mm

diametrul exterior mic d1= mm

1

Page 2: brosa caneluri -fina-

b) Calitatea suprafeţei

Broşarea este un procedeu de aşchiere ce se înscrie în general în treapta de

precizie 6 … 8, realizând rugozităţi Ra = 0,4 … 3,2 μm.

Se cere o rugozitate a alezajului Ra = 1,6 μm.

c) Materialul piesei

Proprietăţi mecanice şi tehnologice: Starea Ilimita de curgere Rp02 = 700 [N/mm2]rezistenţă la rupere Rm = 900 ... 1100 [N/mm2]alungirea la rupere Amin = 12 %rezilienţă KCU = 40 [J/cm2]duritatea Brinell R212

2

Page 3: brosa caneluri -fina-

3

Page 4: brosa caneluri -fina-

Caracteristici în funcţie de temperatură

Denumireacaracteristicii Unitatea

de măsură

Temperatura[°C]

Rezistenta la tractiune N/mm2 1030 930 800

Limita de curgere N/mm2 800 750 650

Alungirea la rupere % 38 39 40

Gatuirea la rupere % 75 78 80

AUXILIAR :

• Recomandări de utilizare :

Inlocuitor parţial al oţelurilor Crom - Nichel, pt. organe de maşini utilizate mai ales în industria de autoturisme. • Note :

Tipuri de livrare: 1; 2; 3; 4. Tratamentul termic aplicat probelor: calire (840 ... 880 C/racire in apa sau ulei); revenire inalta (540 ... 680 C/ răcire in apa sau ulei). Notare: 26MoCrll, STAS 791 - 88. Marcare prin vopsire: albastru - roz - roşu. 3) Forma şi dimensiunile semifabricatului de prelucrat: Cilindrică:

4) Tipul maşinii de broşat: Printre principalele avantaje ale maşinilor de broşat se numără:productivitate ridicată, precizie dimensională mare, obţinerea concomitentă a degroşării şi finisării, calitate bună a suprafeţei prelucrate, posibilitatea prelucrării alezajelor cu secţiunii diferite (poligonale, circulare, canelate, profilate.) Alte avantaje faţă de maşinile de rabotat şi frezat:- timpi neproductivi foarte mici;- nu necesită personal cu calificare înaltă, unele operaţii fiind semiautomate sau automate. • Clasificare.După felul prelucrării:- maşini de broşat interior, exterior ,- maşini de broşat universale, După direcţia de deplasare a sculei:- maşini de broşat universale şi maşini de broşat cu acţiune continuă; După modul de lucru:- maşini de broşat cu acţiune continuă;- maşini de broşat cu acţiune discontinuă.

4

Page 5: brosa caneluri -fina-

Dintre cele prezentate se alege o maşină de broşat interior orizontala (mişcare principală în plan orizontal) cu acţiune continuă. • Maşinile de broşat orizontale pentru interior au fost unele dintre cele mai răspîndite maşini de broşat.în fig.l este reprezentată schematic structura unei maşini de broşat orizontale pentru prelucrarea suprafeţelor interioare. Ea se compune din batiul cu ghidaje orizontale l, dispozitivul de prindere a piesei 2, motorul hidraulic rectiliniu al acţionării principale 3, dispozitivul de prindere a broşei 4 şi dispozitivul de prindere auxiliar al broşei 5.

Acţionarea hidraulică foloseşte de cele mai multe ori o pompă cu debit variabil PDF, antrenata de motorul electric ME, Uleiul debitat de pompă alimentează motorul hidraulic principal 3, prin intermediul distribuitorului hidraulic D. Variaţia vitezei principale de aşchiere se face prin variaţia debitului pompei PDV, iar protecţia la suprasarcină se realizează prin supapa de siguranţă (valva maximală) VM

5

Page 6: brosa caneluri -fina-

= BROŞA = ETAPE DE PROIECTARE

l- Alegere schemei de broşare : Pentru broşarea canelurilor interioare dreptunghiulare aleg schema broşării cilindrice după profil şi brosare canal pană prin generare de caneluri dreptunghiulare ca în fig. de mai jos.

Pentru aceste broşe, supraînălţarea pe dinte "az" se face remarcată pe direcţia adaosului de prelucrare maxim. Şi în aceste cazuri, aşchia are înălţime relativ mare, ceea ce impune o supraînălţare mică, rezultând o broşe cu lungime mare. Din punct de vedere tehnologic broşa este relativ simplă.

unde:

6

Page 7: brosa caneluri -fina-

Ar = adaos radial, Ar cil = adaos radial pe porţiunea cilindrică, A r con = adaos radial pe porţiunea canelată.

a) Pentru partea canelată : Arcon =0,5(d max - d min) Arcon =0,5-(92,01 – 82,93)=0,5 10,071 = 5,035 mm

dmin = 81,6 mm - diametrul final al alezajului IP = 50 mm - lungimea de broşat a piesei

Ar= 0,2 + 5 = 5,235 mm

3. Proiectarea părţii active : a) Supraînălţărea pe dinte : se determină în funcţie de mai mulţi parametrii: materialul piesei, tipul şi dimensiunile suprafeţei, schema de broşare ş.a. Mărimea supraînălţării se alege pe criterii de rezistenţă mecanică, pe criterii de calitate a suprafeţei de prelucrat şi pe criterii tehnico-economice; supraînălţărea "az" mare înseamnă forţe de aşchiere mari, broşa scurtă, rugozitate mare, productivitate ridicată. Supraînălţărea "az" corespunde schemei de aşchiere şi materialului piesei:

Se alege din T 2.12 pag. 46 [Minciu C.]

(1). Pentru partea canelată : =90 : 110 daNImm2

az = 0,025:0,05 mm,az = 0,05 mm - pentru degroşare,az = 0,025 mm - pentru finisare,

b) Alegerea unghiurilor de degajare a şi de aşezare a corespunzătoare materialului piesei şi schemei de aşchiere (tipului de broşa): Cf. T2.15 pag. 58 [Minciu C.]

7

Page 8: brosa caneluri -fina-

c) Stabilirea valorii pasului "p" şi a variaţiei lui (dacă este cazul); verificarea numărului de dinţi simultan în aşchiere:

- valoarea pasului se determină cu relaţia: p = (1,25...1,5)

p = 1,45 • = 10,253 => p = 10 mm

- numărul de dinţi simultan in aşchiere se determina cu următoarea relaţie: z < zsim 6 => condiţie îndeplinită

zsim = dinti

Variaţia pasului de la dinte la dinte cu 0,2...0,5 mm se realizează în scopul obţinerii unei suprafeţe de calitate superioară (fără ondulaţii).

8

Page 9: brosa caneluri -fina-

d) Stabilirea profilului dinţilor aşchietori, alegerea coeficientului de umplere "k" şi determinarea înălţimii "h" a dintelui:

e) Determinarea celorlalte elemente dimensionale ale profilului dintelui aşchietor grosimea S, golul g, raza de racordare r, unghiul spatelui dintelui :

Cf. T 2.14 [Minciu C.]: extrag

Pasul "p" înălţime mică

degroşare finisare h S r R g10 7 3 4 1,5 5 6 36°

sau:

pdeg =10 mmpfin = 7 mmgrosimea dintelui S = (0,3...0,35) • p => S = 4 mmgrosimea golului g = (0,65...0,7) • p=>g = 6 mmraza de racordare R = (0,65... 0,7) •p=>.R = 5 mmraza de racordare la fundul dintelui r = 1,5 mmunghiul spatelui dintelui = 30...45° => = 36°

f) Stabilirea numărului de canale de fragmentare a aşchiilor şi forma (profilul) acestora:

Pentru micşorarea lăţimii aşchiei în special la prelucrarea profilurilor curbilinii, dinţii aşchietori au muchia întreruptă de canale de fragmentare a aşchiilor. Aceste canale

9

Page 10: brosa caneluri -fina-

au forma ca în figura următoare:

Numarul de canale:

canale

; hf=0,5 mm

Adâncimea ’hf’ este mai mare decât supraînălţarea pe dinte "az", iar dispunerea canalelor se face în şicană de la dinte la dinte. Lăţimea b = 4...6 [mm], reprezintă lăţimea aşchiei lăsată între două canale de pană şi prin ntermediul căreia se determină numărul de canale de fragmentare.

• Se justifică prezenta acestor canale prin următoarele:micşorarea eforturilor de aşchiere prin reducerea lucrului mecanic de deformare suplimentară a aşchiei la înfăşurarea golului dintre dinţi;micşorarea lăţimii aşchiei duce la reducerea amplitudinilor autovibraţiilor, şi deci \z eliminarea pericolului de instabilitate dinamică;

• Se justifică neutilizarea canalelor de fragmentare prin următoarele:condiţii de aşchiere nefavorabile pe tăişurile laterale ale dinţilor, formate de canalele de fragmentare a aşchiilor, în special datorate unghiurilor de aşezare laterale foarte micsau chiar nule;rigiditatea aşchiei prin existenţa nervurii lăsate de dintele din fată;umplerea nejustificată a golului dintre dinţi;

• creşterea costului broşei printr-o manoperă suplimentară.

10

Page 11: brosa caneluri -fina-

g) Determinarea numărului de dinţi de degroşare:

mm

mm

Se recalculează supraînălţarea pe dinte:

h) Determinarea sau (alegerea) numărului de dinţi de finisare şi a supraînălţării acestora:

Se adopta 25 dinti de finisare

• Lungimea părţi de aşchiere:

mm

4. Proiectarea părţii de calibrare, pentru care se determină sau se aleg următoarele :

11

Page 12: brosa caneluri -fina-

a) Numărul dinţilor de calibrare:

zc = 3...8 dinţi

aleg: zc =4 dinţi

dc = Z0max - (0,005...0,015) = 92,023 - 0,005 = 92,018 mm

dcil =82-0,022 = 81,978 mm

b) Geometria şi profilul acestora:

ac = 0°30'

= 55°

fe = (0,2...0,8)mm => fc = 0,4 mm

pc = (0,6...0,8)-p = 0,7-10 = 7 mm

mm

mm

mm

c) Determinarea lungimii părţii de calibrare:

mm

5. Proiectarea părţii de netezire (tasare) numai dacă este cazul pentru care se vor alege sau determina :a) Numărul dinţilor de tasare;

12

Page 13: brosa caneluri -fina-

b) Profilul lor;c) Lungimea părţii de tasare.

6. Stabilirea dimensiunilor cozii brosei, ţinând seama de dispozitivul de prindere al maşinii, de lungimea piesei etc.

• Coada broşei de lungime este formtă din:- Partea de prindere de lungime l1 ;- Gâtul broşei de lungime l2;- Conul de ghidare de lungime l3;- Partea de ghidare din faţă de lungime l4;

Fiecare din aceste părţi au un rol bine determinat, care va influenţa asupra formei, dimensiunilor, preciziei de execuţie şi a construcţiei ei.

Partea de prindere este fără asigurare la rotire (forma B) ca în figura de mai sus, iar dimensiunile se adoptă cf. T 2.2 [Minciu C.].

Condiţia ca broşa de interior să pătrundă în suprafaţa iniţială din piesa ce va fi broşată este ca d1 < D0. d1 = D0 - (0,1.. .0,5)mm = 81,6 - 0,4 = 81,2 mm

Cf.T 2.2 [Minciu C.] dimensiunile adoptate sunt:

13

Page 14: brosa caneluri -fina-

7. Stabilirea dimensiunilor pârtii de ghidare din spate :

h = 10 ...20 mm - lungimea conuluideghidare = 20 mm,

d4=d0- 0,05 = 82 - 0,05 = 81,95 mm

d4= 8 1 , 9 5 m m

d6 = D0min =92 mm - diametrul părţii de ghidare,

16 = (0,7...1) • lp = 0,8 • 50 = 40 mm - lungimea părţi de ghidare,

8. Dacă este necesar, stabilirea dimensiunilor părţii de prinde din spate :

14

Page 15: brosa caneluri -fina-

9. Determinarea lungimii totale L a brosei şi verificarea lungimii (L < 40d) sau în funcţie de alte considerente tehnologice (de greutate) :

L=

L = 240 + 1120 + 28 + 40 =1428 mmZ = 1428 < 40 • 81,6 = (3264) - condiţie verificată.

10.Alegerea materialului din care este confecţionată coada brosei şi partea activă :

Aşchierea este însoţită de o serie de fenomene fizice care impun câteva proprietăţi specifice materialului din care se confecţionează partea activă : rezistenţă mecanică la solicitări de întindere, compresiuni şi încovoieri, duritate ridicată, stabilitate la cald.

Se recomandă ca partea activă a broşelor să fie executată din următoarele oţeluri slab aliate : C 15, MCW 14 sau din următoarele oţeluri bogat aliate: C120, RP3, RP4.

Pentru partea activă a brosei de proiectat aleg oţelul bogat aliat RP3.

15

Page 16: brosa caneluri -fina-

• Tratamentul termic al otelului răpi RP3:

11.Determinarea forţei de aschiere Fz

= 6 dinţi

ps = 500 daN/ mm2

b=12 mm

a = 0,05 mm

Fz1 = = 500• 12 • 0,05 = 300 daNlmm:

Fz = =300•6 = 1800 daN/mm2

12. Verificarea la rezistenţă a brosei :

16

Page 17: brosa caneluri -fina-

Secţiunile periculoase ale brosei în discuţie sunt:- pe zona de prindere pe porţiunea gâtuită;- secţiunea din faţa primului dinte.

Efortul unitar se determină cu relaţia:

17

Page 18: brosa caneluri -fina-

unde: = 20 [daN/mm2] -pt. materialul piesei.

= 35 [daN/mm2] -pt. RP3.

Page 19: brosa caneluri -fina-

13.Calculul dimensiunilor curente ale dintilor cu abaterile necesare:

Page 20: brosa caneluri -fina-

Tehnologia de execuţie a broşei de interior cu caneluri dreptunghiulare:

Pentru o broşa cu caneluri dreptunghiulare, în tabelul de mai jos este arătat un traseu tehnologic cu operaţiile concentrate.

în mare măsură, foarte multe din operaţiile necesare executării broşei cilindrice se regăsesc şi la prelucrarea broşei canelate.apar însă cîteva deosebiri care vor fi abordate mai os.

în primul rînd apare o operaţie de profilare a canelurilor dinţilor. Degroşarea se execută prin frezare în mai multe moduri: cu un set de freze din două treceri (fig.a, b), cu un set din două freze profilate semicircular (fig. 4. c), sau cu freză disc profilată corespunzător ca în fig.

Page 21: brosa caneluri -fina-

Operaţia de rectificare a canelurilor se face în mai multe faze: pentru început se rectifică întregul profil canelat, dreptunghiular, după care se rectifică degajările de la fundul canelurii, iar în final, cu un disc abraziv profilat cu unghi de profil mai mic cu 2°... 3°decît unghiul de profil al golului canelurii, se realizează tăişul secundar de faţetă f şi unghi de atac (vezi operaţia 23 din tabel).

în rest, celelalte operaţii se realizează la fel ca în cazul breşelor cilindrice.

Page 22: brosa caneluri -fina-

14. Ascuţirea si reascutirea brosei:

în general ascuţirea breşelor se execută pe maşini speciale de ascuţit. Ascuţirea broşelor se face pe faţa de degajare şi mai rar pe faţa de aşezare; în felul acesta dintele broşei în discuţie îşi va recăpăta calităţile aşchietoare.

• Ascuţirea broşei de canelat pe faţa de aşezare se execută cu periferia unui disc abraziv cilindric. Broşa se înclină cu unghiul a faţă de axa pietrei şi are mişcare de rotaţie aşa cum este prezentat în figura urmăroare:

La ascuţirea pe faţa de degajare, profilul piesei şi diametrul acesteia au o mare importanţă în obţinerea corectă a unghiului şi formei feţei de degajare a dinţilor.

Page 23: brosa caneluri -fina-

Pentru o ascuţire corectă este necesar ca raza pietrei abrazive să fie cât mai mică sau ce puţin egală, cu raza de curbură minimă a hiperbolei de intersecţie dintre planul discului abraziv şi suprafaţa conică de degajare.

Dacă această condiţie nu este respectată, atunci piatra abrazivă va pătrunde în tăişu broşei.

unde.k - coeficient ce ţine seama de raportul dintre diametrul broşei (mediu) Dm şi

diametrul măsurat la primul dinte; k = 0,85β- unghiul de înclinare al capului de ascuţitγ-unghiul de degajare al dinţilor broşei.

Broşa fiind din RP3 ascuţirea se realizează cu partea conică a discului abraziv care este realizat din electrocoridon cu liant ceramic.

• Pentru degroşare se foloseşte un disc cu granulaţie 36...46 şi duritate K,L. Regimul de aşchiere folosit are următoarele caracteristici:

=20...30 m/ s

t = 0,005...0,05 mm (avansul de adâncime)

vs = 10...15 m/min (viteza de avans circular).

Page 24: brosa caneluri -fina-

• Pentru finisare se foloseşte un disc cu granulaţie 60... 80 şi duritatea L,M.o Regimul de aşchiere folosit are următoarele caracteristici:

=25...35 m/ s

t = 0,005...0,05 mm

vs = 10...15 m/min

Ascuţirea se face fie cu răcire abundentă, fie fără răcire. Ca lichid de răcire se foloseşte emulsie de apă cu săpun.

15. Stabilirea condiţiilor tehnice de execuţie ; toloranţe; rugozitate, abateri etc .

a). Tolerantele la cotele de formă ale dinţilor broşei :

a Recomandări privind tolerantele dinţilor aschietori:

Pentru dinţii aşchietori ai broşei pentru caneluri, toleranţa Taş la diametru se alege în funcţie de supraînălţarea pe dinte "az". în general se admite:

Tas=± • 2• az=±0,01 mm

unde:2az - reprezintă supraînălţarea pe dinte măsurată pe diametru.

în general, toleranţa dinţilor aşchietori este: Tas = ±(0,005...0,015) mm